初步探究土壤及水質中甲嘧磺隆的殘留及其檢測技術的研究進展

＊易永 胡海山 劉永林 盛天露 陳冠宜 蔡鵬

（1.江西省檢驗檢測認證總院 檢測認證技術發展研究院 江西 330052 2.南昌醫學院 江西 330004）

前言

甲嘧磺隆為磺酰脲類的長效滅生性除草劑，曾經被譽為除草劑發展史上具有里程碑意義的超高效除草劑，化學結構如圖1所示，由于其持效期長及對哺乳動物安全的特點，故常用于各類林地、荒地、森林防火帶、機場、鐵路及部分針葉苗圃地的除草[1-2]。

圖1 甲嘧磺隆的結構式

甲嘧磺隆在土壤中具有較強的移動性，由于其不易揮發，熱穩定性強等特性，其在土壤中殘留期較長，主要通過水解和微生物降解作用而消失[5-6]。通過查閱文獻我們發現在25℃，pH=5時，甲嘧磺隆在水中的溶解度達到8mg/L，pH=7時更是高達70mg/L[7]，因此甲嘧磺隆很容易通過淋溶或徑流的方式對其他植物造成傷害。對此，建立一種用于測定土壤及水體中甲嘧磺隆殘留的分析方法便顯得十分具有現實意義。目前人們關注此類農藥檢測技術的發展，主要圍繞前處理方法和儀器檢測方法兩個方面進行。

前處理方法是指將殘留農藥從各種基質中有效地分離提取出來，之后對目標分析物有干擾的雜質進行去除的過程，步驟主要包括提取、凈化和濃縮三個方面[8]。由于磺酰脲類除草劑在各種介質中的殘留量比較低，目前常用前處理方法主要是固相萃取法，相較于其他前處理方法，固相萃取法具有簡單快速、重現性好、省溶劑及回收率高等優點；缺點則是吸附劑選擇性不強、提取液凈化不完全、檢測時基質效應明顯且回收率偏低[9,11]。儀器檢測方法主要有高效液相色譜法（HPLC）及液相色譜-質譜聯用法（LC-MS/MS）、氣相色譜法（GC）、毛細管電泳法（CE）、熒光分析法（PCE）及生物測定法[14-15]。其中HPLC法是測定磺酰脲類除草劑常用的方法，使用的較多的分離柱主要是C18和C8柱，流動相一般選酸性流動相，如乙腈乙酸水溶液、甲醇乙酸水溶液等。HPLC法的優點是重現性好,缺點是靈敏度相對較低，相較于HPLC法，LC-MS/MS則大大提高了分析敏感度[16-17]。本課題組參照農業部標準NY/T 2067-2011，建立了用超高效液相色譜-質譜聯用法檢測不同土壤及水質中甲嘧磺隆殘留的方法，為今后農藥分析檢測的方法學開發提供一定的參考價值。

1.材料與方法

(1)儀器

Agilent 1290超高液相和Agilent 6470三重四極桿質譜儀，包含在線真空脫氣機、自動進樣器、恒溫柱箱、四元高壓梯度泵、二極管陣列檢測器儀器工作站；

分析天平（奧豪斯儀器有限公司-AX224ZH/E）；

搖床震蕩器（常州市中貝儀器有限公司）；

旋轉蒸發儀（瑞士步琦R-300）；

氮吹儀（上海安普實驗科技股份有限公司）。

(2)材料與試劑

甲嘧磺隆標準品（農業部環境保護科研監測所）；

水樣（鷹潭是信江新區水庫）；

泥水、土壤（鷹潭是信江新區稻田）；

純凈水（娃哈哈純凈水）；

乙腈（默克股份兩合公司）；

微孔濾膜（0.22μm）；

磷酸、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀（國藥集團化學試劑有限公司）；

甲酸（美國TEDIA公司）。

(3)高效液相色譜操作條件

色譜柱：C18，2.1×100mm，2.7μm；

流動相：A為甲醇，B為0.1%甲酸水溶液；

流速：0.3mL/min；

進樣量：5μL，采用等度洗脫，流動相：90% A，10% B。

(4)質譜操作條件

離子源：ESI電離源；

霧化氣氮氣：0.7L/h；

氣簾氣氮氣：0.1L/h；

噴霧電壓：4.5kV；

毛細管溫度：350℃；

檢測方式：多反應監測（MRM）正離子掃描模式：母離子365，子離子199/150，保留時間4.227，碎裂電壓120V，碰撞能量20eV/15eV。

圖2 甲嘧磺隆的總離子流圖

(5)樣品處理

①土壤提取凈化法

A.磷酸鹽緩沖溶液的制備：分別稱取稱取41.70g磷酸氫二鉀和2.30g磷酸二氫鉀，之后溶于1000mL的水中，再與甲醇按體積分數為50%混合均勻。

B.提取液的制備：取500mL磷酸鹽緩沖溶液，加入甲醇人員定容至1000mL。

稱取10g左右土壤試樣（準確至0.0001g）轉移至200mL具塞錐形瓶中，加入80mL提取液。于150r/min搖床振蕩器上振蕩30min，再超聲提取10min后抽濾，濾液轉移到100mL的容量瓶中定容混勻。取20mL上述溶液減壓濃縮至10mL左右，加磷酸鹽緩沖溶液10mL并加入磷酸調節pH至2.5左右，得到待凈化液。之后分別使用5mL甲醇、水、磷酸鹽緩沖溶液依次淋洗固相萃取柱，之后將待凈化液轉移至萃取柱，抽干。再用10mL乙睛洗脫，收集至比色管中，至于40℃氮吹儀中吹至近干，加入50%甲醇水溶液2.00mL超聲溶解樣品，溶液過0.22μm濾膜，直接進液相色譜串聯質譜檢測。

②水質凈化法

移取10mL水樣加磷酸鹽緩沖溶液10mL并加入磷酸調節pH至2.5左右，得到待凈化液，之后采用與土壤樣相同的方法處理樣品。

2.結果與分析

(1)標準曲線

取甲嘧磺隆的標準儲備液，用乙腈進行系列稀釋，得到質量濃度分別為5μg/L、10μg/L、20μg/L、50μg/L、100μg/L的標準溶液進行測定，之后以質量濃度為橫坐標、以對應峰面積為縱坐標，構建標準曲線，得到線性回歸方程為Y=149.5X+77.592，相關系數R2=0.9984（圖3）。結果顯示本研究所采用的甲嘧磺隆分析方法線性關系良好，其檢測方法可行。

圖3 甲嘧磺隆標準品的線性關系圖

(2)方法的準確度及精密度

分別采用固相小柱提取凈化法得到不同土壤的甲嘧磺隆不同濃度的各處理樣品，采用固相小柱凈化法得到了土壤和農田水中甲嘧磺隆不同濃度的處理樣品。檢測結果見表1。

表1 加標回收率試驗結果表

(3)方法的靈敏度

我們以S/N=3，計算方法檢出限（LOQ），以S/N=10計算方法定量限（LOD）。結果見表2。

表2 方法的靈敏度實驗結果

4.討論

甲嘧磺隆是一款磺酰脲類除草劑的代表性藥物，具有生物活性高、使用量低、使用時間相對較長、選擇性強、殺草譜廣、使用范圍寬等顯著除草效果。近年來，人們開發了一系列磺酰脲類除草劑在環境及農產品中的檢測方法。不同的檢測方法具有各自的優缺點，例：氣相色譜法對目標物的熱穩定性要求較高，所以檢測前必須進行衍生化處理，導致適用范圍較小；液相色譜法的雖重現性好,但靈敏度相對較低，基于以上多方面因素，加之磺酰脲類農藥揮發性差、熱穩定低及分子量較大的特點，人們檢測重點被放在了高效液相色譜串聯質譜法上。

本研究參照農業部標準NY/T 2067-2011采用液-液萃取結合固相萃取法對稻田土壤及水質進行提取凈化，采用超高效液相色譜串聯質譜法進行檢測，以 S/N=3，計算方法檢出限，以S/N=10計算方法定量限。實驗結果顯示本方法線性關系良好，土壤提取液及農田水中甲嘧磺隆的回收率分別為85.3%～98.7%及92.3%～103.2%，稻田土壤的檢出限及定量限分別為0.10μg/kg及0.40μg/kg，稻田水質的檢出限及定量限分別為0.08μg/L及0.30μg/L，這些均符合農藥殘留的測定要求，且本方法的前處理簡單、有效，可為后續建立土壤中其他磺酰脲類農藥殘留檢測提供參考。